способ частотного зондирования, совмещенный с процессом передачи данных

Формула изобретения

Способ частотного зондирования, совмещенный с процессом передачи данных, осуществляющий постоянный контроль за состоянием канала и своевременное реагирование на изменение сигнально-помеховой обстановки, отличающийся тем, что процесс передачи информации на выбранной частоте перемежается с передачей отдельных информационных блоков на других выделенных частотах, при этом на зондируемых частотах передаются не заранее известные на приемной стороне тестовые блоки, не несущие информационной нагрузки, а обычные информационные блоки, закрытые помехоустойчивым кодом и циклической контрольной суммой CRC, то есть на оптимальной частоте, выбранной для передачи информации в текущих сигнально-помеховых условиях и имеющей порядковый номер m, передают первые k-1 информационных блоков, затем источник информации и приемник информации синхронно меняют передающую и приемную частоты соответственно на частоту с номером m+1, на которой передают информационный блок с номером k, затем система передачи данных возвращается на свою оптимальную частоту m и передает на ней следующую группу блоков с k+1 по 2k-1, а для передачи информационного блока с номером 2k система переходит на частоту m+2 и так далее; после декодирования полученных информационных блоков производится проверка по CRC, при обнаружении искажения информационного блока по каналу обратной связи запрашивают повторную передачу этого блока, если же проверка по CRC не выявила искажения принятого информационного блока, то производится подсчет количества исправленных помехоустойчивым кодом ошибок, результаты этого подсчета являются количественным показателем степени пригодности зондируемой частоты и на их основе производят ранжирование резервных частот по степени пригодности для ведения связи, таким образом, после передачи n·k информационных блоков, где n - количество резервных частот, резервные частоты будут полностью отранжированы и в случае ухудшения сигнально-помеховых условий на текущей рабочей частоте, система передачи данных переходит на резервную частоту, наилучшую по результатам зондирования, периодичность частотного зондирования определяется количеством информационных блоков k, передаваемых на основной частоте, и задается исходя из длины интервалов замираний радиоканала и количества выделенных частот.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в дуплексных и полудуплексных асинхронных системах передачи данных с каналом обратной связи.

Передача данных по каналам с быстро изменяющимися параметрами (например, по коротковолновому радиоканалу) требует постоянного контроля за состоянием канала и своевременного реагирования на изменения сигнально-помеховой обстановки. Таким образом, требуется постоянно в режиме реального времени подстраивать параметры системы передачи данных под текущие условия распространения сигнала.

Существует множество способов подстройки параметров системы передачи данных - изменение вида и параметров модуляции, изменение энергетических характеристик передачи, изменение вида и параметров кодовой конструкции. Одним из важных способов является также и изменение частоты передачи [1-3].

KB радиоканал является каналом с быстро изменяющимися параметрами и частота, полученная на этапе предварительного зондирования, может перестать быть наилучшей или даже вообще проходимой уже в процессе передачи данных. В большинстве из существующих на сегодняшний день KB системах связи зондирование в процессе ведения связи не производится, что может привести к значительному снижению скорости передачи данных и, возможно, обрыву связи. В некоторых системах связи для проведения зондирования прерывается процесс передачи данных. Следовательно, для дальнейшей передачи данных после зондирования необходимо решить ряд задач, необходимых для вхождения в связь, таких как обнаружение сигнала, подстройка по частотному сдвигу, установление тактовой и цикловой синхронизации. Зондирование и последующее вхождение в связь требуют значительных временных затрат и, как следствие, снижают информационную скорость передачи данных.

Прототипом заявляемого способа является Способ частотного зондирования. «Случайные помехи и надежность KB связи», М.: «Связь», 1977, 160 с. [4].

В существующих системах передачи данных для определения лучшей частоты используется предварительное зондирование. Источник информации последовательно отправляет на каждой из возможных частот заранее подготовленный тестовый блок данных, известный на приемной стороне. При этом системы передачи данных на приемной и передающей сторонах должны перестраиваться с частоты на частоту абсолютно синхронно. Приемник информации производит оценку параметров канала связи на соответствующей частоте и по каналу обратной связи сообщает передающей стороне о качестве канала связи. После получения необходимой статистики по всему выделенному частотному ресурсу принимается решение о выборе рабочей частоты для передачи данных.

Недостатком прототипа является то, что при зондировании всех выделенных частот снижается информационная скорость передачи данных.

Целью изобретения является контроль за состоянием выделенного частотного ресурса, не снижающий информационной скорости передачи данных.

Поставленная цель достигается тем, что процесс передачи данных на выбранной частоте перемежается с передачей отдельных информационных блоков на других выделенных частотах, при этом на зондируемых частотах передаются не заранее известные на приемной стороне тестовые блоки, не несущие информационной нагрузки, а обычные информационные блоки, причем эти блоки закрыты помехоустойчивым кодом и циклической контрольной суммой CRC. После декодирования помехоустойчивого кода производится проверка по CRC. Если эта проверка обнаружила искажение информационного блока, значит, по каналу обратной связи запрашивается повторная передача этого блока, если же CRC не выявила искажения принятого информационного блока, то количественным показателем степени пригодности зондируемой частоты является количество исправленных помехоустойчивым кодом ошибок. В случае ухудшения сигнально-помеховых условий на текущей рабочей частоте, система передачи данных переходит на резервную частоту, наилучшую по результатам зондирования. Периодичность частотного зондирования, а, как следствие, и количество информационных блоков k, определяется исходя из длины интервалов замираний радиоканала и количества выделенных частот.

Таким образом, зондирование всех выделенных частот происходит в процессе передачи данных без снижения информационной скорости.

Функционирование такой системы может быть описано с помощью частотно-временной диаграммы, представленной на Фиг.1.

Пусть оптимальная частота в текущих сигнально-помеховых условиях, выбранная для передачи, имеет номер m. Тогда первые k-1 информационных блоков передаются на этой частоте. Далее источник и приемник информации синхронно меняют свои передающую и приемную частоты соответственно на частоту с номером m+1, на которой и передается информационный блок с номером k. Затем система передачи данных возвращается на свою оптимальную частоту и передает на ней следующую группу блоков (с k+1 no 2k-1). Для передачи информационного блока с номером 2k система переходит на частоту m+2 и так далее.

При этом необходимо отметить, что на зондируемых частотах передаются не заранее известные на приемной стороне тестовые блоки, не несущие информационной нагрузки, а обычные информационные блоки.

На Фиг.2 изображена структурная схема способа частотного зондирования.

Данные, поступающие из источника информации 1, кодируются помехоустойчивым кодом 2 и поступают на модулятор 3. Полученный сигнал подается на передатчик 4, где осуществляется перенос его на высокую частоту и выдача в канал связи 7. Блок параметров системы 5 выполняет роль устройства управления. Он изменяет вид и параметры помехоустойчивого кода в блоке 2, вид и кратность модуляции в блоке 3, номинал высокой частоты в блоке 4.

Сигнал, поступивший из канала связи, в приемнике 9 переносится на тональную частоту, после чего подается на демодулятор 10, полученные информационные биты поступают на декодер 11. На приемной стороне также присутствует блок параметров системы 8, аналогичный блоку 5 на передающей стороне. Он изменяет частоту приема в блоке 9, вид и кратность модуляции в блоке 10, вид и параметры помехоустойчивого кода в блоке 11. В блоке анализа и принятия решений 12 обрабатываются результаты работы демодулятора и декодера и готовится сообщение для передачи по каналу обратной связи на передающую сторону. В состав этого сообщения входит количество исправленных кодом искаженных символов, а также, при необходимости, запрос на повторную передачу принятого блока, запрос на изменение вида и параметров помехоустойчивого кода, запрос на изменение вида и параметров модуляции, запрос на изменение рабочей частоты. Подготовленное сообщение по каналу обратной связи 13 доставляется на передающую сторону.

В блоках параметров системы 5 и 8 на передающей и приемной сторонах соответственно имеются счетчики количества переданных блоков, которые синхронизируются при начале работы радиолинии. При построении системы связи задается периодичность зондирования резервных частот, посредством определения количества k информационных блоков, после передачи которых необходимо проводить зондирование. Когда эти счетчики становятся равными k, на передающей стороне блок 5 изменяет номинал высокой частоты в передатчике на одну из резервных частот, на приемной стороне блок 8 изменяет частоту приема в приемнике на эту же резервную частоту. Результаты подсчета количества ошибок, внесенных каналом связи при передаче сообщения на этой частоте, поступают в блок 6, где запоминаются и на их основе производится ранжирование резервных частот.

При достижении счетчиками количества переданных блоков 2·k так же производится зондирование следующей из резервных частот. После передачи n·k блоков (где n - количество резервных частот) резервные частоты будут полностью отранжированы по степени своей пригодности для ведения связи. Поскольку радиоканал является нестационарным каналом, то зондирование нужно производить и далее, обновляя информацию в блоке 6.

В случае значительного ухудшения качества основной рабочей частоты выбирается лучшая из резервных частот и по каналу обратной связи запрашивается переход системы связи на эту частоту.

Таким образом, осуществляется контроль за состоянием выделенного частотного ресурса, не снижающий информационной скорости передачи данных.

Источники информации

1. Гладанов Б.Б. Краткосрочное прогнозирование и надежность коротковолновой связи. М.: Электросвязь, 2000, № 10.

2. Гладанов Б.Б. Краткосрочное прогнозирование в коротковолновой связи. М.: Электросвязь, 1999, № 5.

3. Иванов В.А. и др. Прогнозирование и экстраполяция параметров КВ-радиоканала по данным наклонного зондирования ионосферы. М.: Радиотехник, 1997, № 7.

4. Комарович В.Ф., Сосунов В.Н. Случайные радиопомехи и надежность KB связи. М.: «Связь», 1977.